Фамилия Полнобродский — редкий случай, когда основа читается почти буквально, но её значение не стоит принимать за чистую монету. «Полный брод» звучит как описание глубокого, не пересыхающего речного перехода, но в основе фамилии, скорее всего, лежит не гидрографический термин, а прозвище. Слово «брод» в русских говорах имело и переносное значение — так называли человека, который постоянно «бредёт», то есть идёт медленно, вразвалку, или, наоборот, того, кто, как бродяга, не сидит на месте. «Полный» здесь могло означать «очень», «совершенный»: полноброд — человек, который либо ходит крайне медленно, либо, напротив, неутомимый ходок. Вторая версия — прозвище могли дать владельцу полного, тучного телосложения, который при ходьбе тяжело ступает, «полно бредёт».

Модель образования типична для фамилий польского, украинского и западнорусского происхождения. Суффикс -ский указывает на принадлежность к месту или роду занятий, но в данном случае он прирос к готовому прозвищу, а не к названию села. Полнобродский — это «сын того, кого прозвали Полноброд». В польской ономастике фамилии на -ski считались шляхетскими, но в восточнославянской среде этот суффикс мог получить и крестьянин, переселившийся из другой местности: его записывали как «Полнобродский», то есть «из рода Полнобродов».

В документах фамилия встречается крайне редко. По переписям XIX века основная масса Полнобродских фиксируется в западных губерниях Российской империи — в Могилёвской, Витебской и на Волыни. Это указывает на белорусские или украинские корни. Встречается вариант написания через «а» — Полнабродский, что характерно для акающих говоров.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Бродский, Набродский, Перебродский — показывает, что основой чаще служил топоним (название села Броды). Полнобродский же стоит особняком: если это и топоним, то не задокументированный. Поэтому версия с прозвищем выглядит убедительнее. Фамилия не получила широкого распространения и осталась редкой, что типично для прозвищ, закрепившихся в одной-двух крестьянских или мещанских семьях.